一、系统功能

在STM32主控系统中，我们实现了一个4×4的键盘矩阵界面，用于学生学号的便捷输入。用户只需按下对应的数字键，LCD1602液晶显示屏便会即时显示输入的数值。一旦用户连续输入了8位数字，通过按下“确认”键，输入的学号将被锁定在屏幕上，方便后续的操作和确认。除此之外，系统还融入了一个实用的“计时”功能。当用户按下“计时”按钮时，系统会迅速捕获当前的时间信息，并在LCD1602屏幕上显示出来，为用户提供即时的时间参考。当然，考虑到用户可能需要重新输入学号，我们也特别设计了一个“删除”按钮。用户只需轻按此按钮，屏幕上的当前学号便会被清空，为用户再次通过4×4键盘矩阵输入新的学号提供了方便。整个系统不仅提供了流畅的数字输入和确认功能，还具备时间显示和学号重置的便捷性，为用户带来了极大的便利。

二、系统设计原理

矩阵键盘是一种基于行列交叉检测原理的输入设备，它利用多行多列的按键布局，每个按键位于行与列的交叉点上。在初始状态下，所有的行线和列线都维持在高电平。当用户按下某个按键时，该按键会连接其所在的行和列，导致该行的电平降低，而对应列的电平升高。

矩阵键盘的扫描过程大致如下：

初始化：首先，系统将所有行线设置为高电平，并将所有列线配置为输入模式，以便监测电平变化。

行扫描：随后，系统开始逐行扫描，每次将一行设置为低电平，而其他行保持高电平。

列检测：在某一行被设置为低电平的同时，系统会检查所有列线的电平状态。如果检测到某个列线从高电平变为低电平，则表示该行与该列交叉点上的按键被按下。

记录信息：一旦检测到按键按下，系统会记录下该行和列的信息，并将该行重新设置为高电平，以便进行下一行的扫描。

重复扫描：这个过程会重复进行，直到所有行都被扫描过。

按键识别：通过分析哪些行和列被激活，系统可以确定具体是哪个按键被按下，并将其转换为相应的按键代码，供系统进一步处理。

DS1302实时时钟模块的工作原理基于其时钟计数和数据存储功能。该模块通过外接晶振产生稳定的时钟脉冲信号，这些信号经过内部电路的分频处理，形成不同频率的计数信号，用于实时更新时钟/日历寄存器的值。

在数据存储方面，DS1302内部集成了RAM，用于存储当前的年、月、日、时、分、秒等时间信息。通过一套复杂的控制逻辑，DS1302能够实现对这些数据的读写操作，确保时间的准确记录和读取。

简而言之，DS1302实时时钟模块通过外接晶振产生稳定的时钟信号，并经过分频和计数处理来更新时钟/日历信息，然后将这些信息存储在内部RAM中，为用户提供可靠的实时时间服务。

数码管是一种常用的电子显示器件，它通过内部的LED（发光二极管）阵列来显示数字或字符。这些LED按照特定的模式排列，每个LED段代表数字或字符的特定部分（如a、b、c、d、e、f、g）。数码管有两种常见的连接方式：共阴极和共阳极，这两种方式决定了LED的点亮方式。

为了显示特定的数字或字符，数码管的每个LED段（a至g）都可以被单独控制。例如，要显示数字“2”，控制系统会激活a、b、c、d、e这五个LED段，并关闭f和g段。通过精确控制这些LED段的亮灭组合，数码管能够清晰地显示从0到9的数字以及某些特定的字符或符号。这种灵活的控制方式使得数码管在多种电子设备中得到了广泛应用。

三、系统硬件设计

四、系统软件设计

//时间显示 if(time==1){ for(j=0;j<8;j++){ GPIOB->ODR=0x0001</选择哪个数码管显示 switch(j){ case 0:GPIOA->ODR=number[day/10];break; case 1:GPIOA->ODR=number2[day%10];break; case 2:GPIOA->ODR=number[shi/10];break; case 3:GPIOA->ODR=number2[shi%10];break; case 4:GPIOA->ODR=number[fen/10];break; case 5:GPIOA->ODR=number2[fen%10];break; case 6:GPIOA->ODR=number[miao/10];break; case 7:GPIOA->ODR=number[miao%10];break; } HAL_Delay(1); }  } else{//显示数码管 Numbertwo=Number; for(j=0;j GPIOB->ODR=(0x0080>>(8-show_set))>>j;//选择哪个数码管显示 GPIOA->ODR=number[Numbertwo%10];//数码管引脚 Numbertwo=Numbertwo/10; HAL_Delay(1); }  }

五、结果展示